热喷涂锌丝(40年代制造收音机只能手工操作？NO全自动装配线已投入运行)

Posted 2023-06-02

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热喷涂锌丝(40年代制造收音机只能手工操作？NO全自动装配线已投入运行)

图1：21.336米长的电子电路制造设备是自动的：仅需要2位操作工。

1947年，制造收音机的自动化生产线一览
英国工程师约翰·萨格罗夫（John Sargrove）从事收音机的生产，而亨利·福特（Henry Ford）从事汽车。当这篇《自动化制造收音机》的文章出现在1947年的《无线电工艺》杂志上时，萨格罗夫已经将他的电子电路制造设备（ECME）全自动装配线投入运行。

利用过去二十年开发的将电感器，电容器，电阻器和互连导体装箱的开发方法的知识，并利用各种材料在平坦基板上的受控沉积，他能够以每分钟生产3台双电子管AC/DC收音机，只有需要在ECME设备的输入和输出两端各设一名操作工即可。

唯一需要的手动组装是安装电位计开关，变压器，扬声器和电源线，以及将两个预制的胶木板连接在一起。萨格罗夫先生的机器所做的一切会让您感到惊讶。不幸的是，艰苦的战争后原材料短缺阻碍了制造工艺的进一步发展和完善。他的方法显然是许多现代印刷/沉积电路技术的起源。实际上，其中的几张照片看起来像是半导体芯片的显微照片。

电子元件制造设备可能会彻底改变收音机的制造

文：Major Ralph W. Hallows

1947年9月，无线电工艺封面

位于英国伦敦附近的泰晤士河畔沃尔顿的约翰·萨格罗夫有限公司已开发出一种全新的完全机械的工艺，以每20秒1台的速率生产无线电接收机。除电子管，大型铁芯变压器，电解电容器和扬声器外，所有组件在通过机器时都在电木面板上“生长”。称为E.C.M.E.的新工艺，电子电路制造设备与使用印刷，沉积或喷涂导体的系统有很多不同之处。整个过程是机械过程：一名操作员将胶木毛坯送入70英尺（21.336米）长机器的输入端的传送带（图1），另一名操作员在输出端检查成品面板是否出现。制造的每个阶段都是电子控制的；当在传送带上进行作业时，机器的每个部分都会自动启动，如果什么也没做，则会自动停止。如果任何部分出现任何类型的故障，则自动保险开关将起作用。

图2-a（左）-模压坯料：喷涂后2-b（中心）：平面铣削后2-c（右）。

E.C.M.E.的基础系统是将整个电路构建在预先形成的胶木坯料上，该坯料用作面板和电容器的电介质，线圈的线圈以及导电路径之间的绝缘。图2-a显示了一个典型的硬坯料，其中模制了各种形状和尺寸的凹陷。直槽最终将成为取代布线的导电路径。大螺旋将变成线圈；圆形凹陷，固定电容器的极板；矩形凹部是压缩型可变电容器的固定板。图片3、4和5指示如何完成此操作。当在板的两侧上彼此相对地模制凹陷时，如图1和2中的（B）所示，如图3和4以及图5中的（A）所示，在它们之间留有薄薄的胶木网。两侧喷涂金属，将其制成固定电容器的电介质。直槽成为连接路径；当金属化时，螺旋凹槽变成线圈。通过将连接器放置在面板的不同侧面，可以使其交叉。从线圈内端开始的连接在面板的另一侧引出，图3中的（C）。该连接是通过穿过面板并压紧的金属孔眼进行的。在图1和2的（D）处可以看到类似的连接。分别参见图3和4。旋转开关的孔眼和触点（图3中的（E））和电子管座（F）被机械插入。图3中的电阻G1，G2，G3，G4是通过将石墨喷涂到合适尺寸和形状的凹槽中制成的。高值的低功率电阻器占用了狭窄的锯齿形凹槽。宽槽用于高功率电阻器。实际上，很容易获得1欧姆至10兆欧姆的电阻。较低的值耗散高达20瓦。图3中面板的一小部分包含电阻器，电容器，电感器，旋转开关和电子管插座。由E.C.M.E.在面板上同时自动“处理”这些组件中的每个组件。唯一的手动操作是插入开关。

图3，4-面板部分的平面图和剖面图。

图5-A，电容器；B，线圈；C，导体。

该过程中使用的机器由许多独立的部分组成。部分的不同组合可以适应特定的工作。如果机器的任何部分出现故障，则电子控制装置将停止受影响的部分及其前面的所有部分。以下各节继续进行操作，以最大程度地减少生产延迟。

输入操作员将图2-a的毛坯送入传送带。这会将它们运送到喷砂处理室，该室去除了胶木的外皮。第二台传送带将它们从金属喷涂枪的两对电池中带入金属喷涂机中，并受到火力的攻击，每个侧面各有一个电池。喷涂枪为钢丝进给型，使用锌丝。两侧的整个表面都覆盖有一层沉积的锌薄膜（图2-b）。如果面板上有用于电阻器的凹槽，则在金属喷涂过程中将自动掩盖这些凹槽。下一部分将进行表面铣削。这是通过2个电池来完成的，每个电池都带有3个带有金刚石刀具的铣头。此操作除去了所有沉积的金属，除了位于凹槽和凹陷中的金属外，面板现在的外观如图2-c所示。

在下一个操作中，在石墨喷涂过程中，一组自动操作的掩模会覆盖除电阻器凹槽以外的所有面板。这些面罩安装在光盘上，其旋转受到电子控制，因此始终提供干净的面罩。

下一部分将自动进行测试，任何有故障的面板都将被拒绝。孔眼在以下阶段完成；这包括插入开关和管插座触点。E.C.M.E.套没有接头，完全取决于焊料。但是使用焊料以确保在孔眼或其他贯穿面板触点被压紧的几个点处保持良好的连接。该过程是完全自动的。

这种机器的结构的最后一步是面板的喷漆，该面板用保护层覆盖整个电路。如果需要热带化，可以通过使用合适的塑料涂层代替清漆轻松而有效地完成。在机器的最后部分会自动进行最终的详细电路测试。

面板出现：仍在边缘上，在机器的输出端，然后轻轻推倒到水平输送机上，这将它们带给执行一些必要的手动组装任务的操作员。所有预制组件（例如电解槽，大型变压器和扬声器）的设计都可以插入并固定在机器提供的插座中。手动组装的唯一另一部分是将各个面板彼此连接。这是通过将金属棒插入并压紧以形成垫片和面板之间的电气连接来完成的。

图6-完整的2电子管整流器收音机。

在E.C.M.E.在系统中，收音机是由许多以上述方式连接的小面板组成的。除了在机器上的便利性之外，该系统还具有其他重要优势。单个面板的成本微不足道。如果接收器发生故障，则维修人员已将故障跟踪到特定的面板，只需安装替换件即可将有故障的设备扔掉。图6显示了一个由2个面板和一个柜子组成的2电子管接收器。

萨格罗夫Sargrove将生产限制为一个简单的2电子管加整流器AC-DC无线电接收器。英格兰的材料短缺，新公司几乎没有希望获得必要的政府许可，除非它提议制造某种有现成出口市场的产品。毫无疑问，特别是在中东和远东，有一种可以以很低的价格生产的小型接收器市场。带有天线线圈和挠角线的简单2电子管套件不能代表系统可以产生的全部。相反，萨格罗夫Sargrove和他的助手正在设计超外差收音机，由E.C.M.E.供应问题变得更容易时立即采取方法。

到这个时候，读者无疑将有许多疑问。例如，电感器。能否生产出质量合格的Q线圈？高Q线圈在小型再生式接收器中可能不合适；但是采用简单的方法，Q值很容易达到70。以特殊的方式产生了更高的Q，我不能随意描述。可以在喷涂线圈中获得足够的电感，以使其形成i.f.的初级和次级。变压器呢？最有前途的方法之一是在适当的区域为面板使用铁粉填料。那调优呢？可以做得又细又锐利吗？在目前的小型机型中，在广播频段上具有3个预设位置的几乎不存在。但是新型的调音具有良好的性能，它们本身适合E.C.M.E.生产方法正在开发中。未来的大型接收器可能会具有渗透率调谐的形式。

图7-波纹盘是电容器形式。

接下来，电容器。从喷涂类型可以获得哪种电容值？图7显示了一种最成功的方法，该方法通过使坯料中的纤维网起皱来获得高达0.0005μf的电容值。在不完全牺牲机械制造方法的情况下，有两种获得较高值的方法。一种是通过交替喷涂金属和高介电系数的材料来制造电容器（面板的其余部分被掩盖）。第二种方法是使用具有高介电系数的材料子面板。通过任何一种方法，可获得高达0.03μf的电容。如果需要更大的电容器，可以按照已经描述的方式插入和固定电容器。

E.C.M.E.不仅在收音机的制造中而且在许多其他种类的光电子设备的制造中都可能起重要作用。您无需花费太多心思就可以了解有多少领域可以使用。在收音机制造中，其最大的优点如下：

（1）包含20个喷涂成分的印版制造成本并不比包含10或12个喷涂成分的印版贵。实际上，这种附加成分不会增加任何成本。设计人员无需削减诸如电容器，电阻器或扼流圈之类的组件，即可将其限制在生产成本的范围内。

（2）疲倦或粗心的操作人员不得犯接线错误。因为消除了人为因素，所以导体的长度或位置不会有大小的变化。

（3）与将预制组件组装在底盘上并手动布线相比，无线电设备的制造速度更快，成本更低廉。

（4）需要非常小的劳动力。每个E.C.M.E.机器只需要2个半熟练的操作员。工头电工可以监督多台机器。手动组装仅在于插入较大的组件。

（5）普通收音机可能包含数百个焊接点，每个焊接点都是潜在的麻烦源。在E.C.M.E.设置的接头很少，绝大多数导体与引出或引出的组件是一体的。焊接点也很少。

（6）E.C.M.E.与包含有线连接和预制组件（例如电阻器和电容器）的设备相比，该设备更轻巧，更坚固，更紧凑。

（7）由于所使用的大部分组件是在机器中同时自动完成的，因此很少需要购买或单独制造。可以进行设计更改，而不必废弃大量昂贵的组件。

这种革命性的收音机装配新方法是萨格罗夫Sargrove通过完全机械的方法生产无线电设备的第一次认真而成功的尝试，并且它很可能最终将被所有制造商广泛采用。

source：rfcafe.com